CN117080667B - 电池箱体及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开电池箱体及电池包。电池箱体包括电池仓和电气仓，所述电池仓通过隔板与电气仓隔开，所述电池仓内设置有纵梁以将所述电池仓分隔，所述纵梁沿纵梁长度方向设置有吸能腔，所述吸能腔的腔壁上布置有防爆结构；所述吸能腔具有泄压口，所述泄压口与隔板上的泄压孔相通，所述泄压孔与所述电气仓的内部相通，所述电气仓的仓壁设置防爆阀。本发明提供的电池箱体及电池包可以在电池热失控时，通过气液分离实现泄压，防止热失控下高温冷却液体排出电池箱体后起火燃烧，进一步做到降低电池系统压力的作用，提升了电池系统热失控的安全性。

Description

电池箱体及电池包

技术领域

本发明涉及电池模组热管理技术领域，具体涉及一种电池箱体及电池包。

背景技术

现有电池模块的液冷系统中的热管理通常包括风冷系统、浸没式液冷以及底部液冷系统。由于电池系统散热需求，主流产品多使用底部液冷方式，由于底部液冷只能满足低倍率电池系统散热，无法满足高倍率充放电，因此，在一些情况下采用采用增加液冷板的方式来提升散热效率，但会造成系统的体积成组率降低，成本升高。还有采用浸没式液冷，即将电池模组浸没式冷却液中进行冷却。

然而，现有电池模组的浸没式冷却系统的防爆性能也有待进一步提高。另外，现有浸没式液冷系统通常采用电池箱体的纵梁以及边梁分别作为进液通道、出液通道，将冷却液充入电池箱内对电池浸没冷却。这种浸没式冷却技术，局限于对电池侧面冷却，对电池模组的冷却面或范围受限，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种防爆性能更好的浸没式液冷系统用的电池箱体及采用该电池箱体的电池包。

本发明一方面，提供一种电池箱体，包括电池仓和电气仓，所述电池仓通过隔板与电气仓隔开，所述电池仓内设置有纵梁以将所述电池仓分隔，所述纵梁沿纵梁长度方向设置有吸能腔，所述吸能腔的腔壁上布置有防爆结构；所述吸能腔具有泄压口，所述泄压口与隔板上的泄压孔相通，所述泄压孔与所述电气仓的内部相通，所述电气仓的仓壁设置防爆阀。

进一步地，所述防爆结构包括多个与所述吸能腔的腔壁相连的防爆片，所述防爆片的厚度小于所述吸能腔的腔壁厚度。

进一步地，所述防爆片与所述吸能腔的腔壁为一体结构；所述防爆片通过削薄部分吸能腔的腔壁得到。

进一步地，所述防爆片与所述吸能腔连接后在所述吸能腔的外表面形成凹槽结构。

进一步地，所述纵梁内沿纵梁长度方向还形成进液通道以及出液通道，所述纵梁由上至下依次设置有吸能腔、出液通道和进液通道，所述纵梁的厚度方向上两侧布置有多个出液孔，所述出液孔与所述出液通道连通；所述纵梁靠近底部两侧布置多个进液孔，所述进液孔与所述进液通道相通；

所述进液通道连接进液口，所述出液通道连接出液口，所述进液口连接进液接头，所述出液口连接出液接头；所述进液接头以及出液接头布置于形成所述电气仓的所述电池箱体的侧板上。

进一步地，所述纵梁一端的端面包括第一端面和第二端面，所述进液口和出液口处于第一端面，所述泄压口位于第二端面，所述第二端面与所述隔板相接，所述第一端面穿过所述隔板伸入到所述电气仓中。

进一步地，所述电池仓还包括底板，所述底板包括底板基板和设置于底板基板上方的流道上板，底板基板与流道上板之间有间隔，形成底板流道；所述流道上板设置有多个，且相互间隔；所述纵梁底部与底板基板连接。

进一步地，所述流道上板的两端向同侧折弯成L型结构，通过所述L型结构与所述底板基板连接后形成所述底板流道。

本发明另一方面，提供一种电池包，包括如上所述的电池箱体和设置于所述电池箱体中的电池模组。

进一步地，所述电池模组包括多个电池模块单元，电池模块单元设置于流道上板表面，相邻电池模块单元之间以及电池箱体边梁与电池模块单元之间形成冷却流道。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的电池箱体，通过纵梁上设置有吸能腔并设置有连接吸能腔的防爆结构，可以在电池热失控时，使产生的气液相冲破防爆结构进入吸能腔中，通过吸能腔流出进入电气仓中，气体由防爆阀排出，液体留在电气仓中，通过气液分离实现泄压，防止热失控下高温冷却液体排出电池箱体后起火燃烧，进一步的做到降低电池系统压力的作用，提升了电池系统热失控的安全性。

本发明提供的电池箱体，通过纵梁上设置有进液通道以及出液通道，形成冷却液流入流出通道，能够提高冷却液流动对电池模组浸没式冷却效果。

本发明提供的电池包，通过在电池箱体底板上设置底板流道与纵梁上的进液通道相通进入冷却液，并且电池模块单元之间形成冷却流道，对电池模组浸没冷却，然后由纵梁上的出液通道再流出形成循环流动，能够使得整个电池模组体浸没在冷却液中，并能在更大面积范围对电池进行冷却，进一步提升了电池安全性，防止电池热失控之后起火，安全性更高。

附图说明

图1为本发明实施例电池箱体形成的电池包的整体示意图。

图2为本发明实施例电池箱体形成的电池包的爆炸示意图。

图3为本发明实施例电池箱体的爆炸示意图。

图4为本发明实施例电池箱体的底板的示意图。

图5为本发明实施例电池箱体的底板上的流道上板的示意图。

图6为本发明实施例电池箱体的纵梁的示意图。

图7为本发明实施例纵梁内形成的进液通道、出液通道及吸能腔的示意图。

图8为本发明实施例纵梁在防爆结构位置的局部结构图。

图9为本发明实施例的电池包热失控后气液相进入吸能腔流出且气体由防爆阀排出的流动方向示意图。

图10为本发明实施例电池包中的冷却液流动方向示意图。

附图标记说明：

1-上盖；

2-箱体，21-进液接头；22-出液接头；23-电池仓，24-电气仓；25-纵梁；26-底板；27-侧板；28-隔板；29-分隔横梁；251--进液口；252进液孔；253-出液孔；254--防爆结构；255--出液口；256-泄压口；257-第二端面；258-第一端面；259-泄压孔；2511--进液通道；2551--出液通道；2561-吸能腔；261-底板基板；262--流道上板；263--底板入液口；264--第一底板出液孔；265--L型结构；266-支撑筋板；267--第二底板出液孔；

3-密封垫；

4--电池模组；41--电池模块单元；

5-防爆阀。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图1至图9所示，本发明实施例的电池箱体，包括上盖1以及箱体2，所述箱体2由侧板27首尾相接形成框架后与底板26连接形成，所述箱体2的内部形成电池仓23以及电气仓24，电气仓24与电池仓23通过隔板28隔开，电气仓24位于电池仓23一侧；所述电池仓23内有一纵梁25，所述纵梁25内沿纵梁25长度方向设置有吸能腔2561，参见图7和图8所示，所述吸能腔2561的腔壁上布置有防爆结构254，通过在纵梁25上设置有吸能腔2561并设置有连接吸能腔2561的防爆结构254，可以在电池热失控时，使产生的高温的气液相流冲破防爆结构254进入吸能腔2561中，实现吸能泄压，而后气液相混合物进入电气仓24中，高压气体通过防爆阀5排出，高温液体则留在电气仓24中，实现气液分离，防止热失控下高温冷却液体排出电池箱体后起火燃烧，进入进一步提升电池的安全性。

优选的，所述防爆结构254包括多个与所述吸能腔2561的腔壁一体相连的防爆片，所述防爆片的厚度小于所述吸能腔2561的腔壁的厚度，参见图8所示，通过用防爆片形成所述防爆结构，更有利于电池热失控时，内部的高温高压气液相能冲破防爆结构254进入吸能腔2561中。

具体的，所述防爆结构254的所述防爆片与所述吸能腔2561连接后在所述吸能腔2561的外表面形成凹槽结构，将所述防爆结构254设计为吸能腔2561外表面的凹槽结构，使凹槽表面能面对冷却液，可以进一步起到吸能作用，当电池箱内部的温度升高使冷却液温度升高而遇热膨胀时，可以通过该凹槽实现吸能减压，进一步提升电池安全性。

更为优选的，所述防爆结构254为多个，均匀或不均匀地布置在所述纵梁25上对应吸能腔2561的位置，在电池热失控被冲破时，将电池仓23与所述吸能腔2561连通。

一个实施例中，所述防爆片与所述吸能腔2561的腔壁为一体结构，作为优选所述防爆片通过削薄部分吸能腔2561的腔壁得到。

一个实施例中，所述吸能腔2561具有泄压口256，所述泄压口256与将所述电池仓23、电气仓24相隔开的隔板28（参见图2、3所示）上的泄压孔259相通，所述泄压孔259与所述电气仓24的内部相通。电池热失控时，进入吸能腔2561的气液相可以通过在纵梁25设置的泄压口256以及隔板28设置的泄压孔259进入电气仓24，然后在电气仓24进行气液分离，高温液留在电气仓24中，高温气体则通过电池箱体的电气仓24上的防爆阀5排出（参见图9所示箭头方向，图中箭头示出电池热失控后气体流动排出的路径或方向），防止高温液体排出电池箱起火燃烧，从而进一步提升了电池系统的安全性。

优选的，将所述电池仓23、电气仓24相隔开的隔板也可以是一个箱体的侧边梁，此时，所述电气仓24可以是一个凸设于侧边梁外侧的更小体积的仓体，使得电池箱体整体呈凸字型结构。

一个实施例中，所述纵梁25内沿纵梁25长度方向还形成进液通道2511以及出液通道2551，参见图6-8所示，所述吸能腔2561、出液通道2551及进液通道2511由上至下依次设置，所述纵梁25的厚度方向上两侧布置有多个出液孔253，所述出液孔253与所述出液通道2551连通；所述纵梁25靠近底部两侧布置多个进液孔252，所述进液孔252与进液通道2511连通。

一个实施例中，所述纵梁25还设置有支撑型腔，所述支撑型腔位于吸能腔2561上部，所述支撑型腔可以设置一个或多个，具体可根据实际需要设置。支撑型腔的设置能够起到支撑作用。

一个实施例中，所述进液通道2511与进液口251连通，所述出液通道2551与出液口255连通；所述进液口251、出液口255及所述泄压口256位于所述纵梁25的端面上，所述进液口251、出液口255处于第一端面258，所述泄压口256位于第二端面257，所述第二端面257与所述隔板相接，所述第一端面258穿过所述隔板伸入到所述电气仓24中，所述第一端面258与第二端面257形成L型端面，如图6所示，如此设计，方便纵梁25与电气仓24相连接后，再与电池箱体上布置的进液接头21以及出液接头22相连接。

一个实施例中，所述进液口251连接所述电池箱体上布置的进液接头21，所述出液口255连接所述电池箱体上布置的出液接头22，作为一个优选的实施例，所述进液接头21以及出液接头22布置于形成所述电气仓24的所述电池箱体的侧板上，优选的，所述侧板上布置有防爆阀5。通过防爆阀5布置于形成电气仓24的侧板上，这样在电池热失控时，进入吸能腔2561的气液相可以通过在纵梁25设置的泄压口256进入电气仓24后，进行气液分离，高温气体再通过防爆阀5排出（参见图9所示箭头方向），高温液体留在电气仓24中，防止排出后因高温起火燃烧，从而进一步的做到降低电池系统压力的作用，提升了电池系统的安全性。其中，所述的防爆阀5不限于布置所述侧板上，也可以是布置其它侧板上。

一个实施例中，所述的电池仓23内设置有一条或者多条分隔横梁29，与所述纵梁25垂直连接，可以实现将电池仓23分成多个仓体，以放置电池模组，同时可以增加电池箱体结构的稳定性，可以实现对上盖1更好的支撑，优选的，所述的电池仓23内设置有一条分隔横梁29将电池仓23分隔为四个仓体。

一个实施例中，在对电池模组4进行封装时，所述的上盖1以及所述箱体2的顶端之间设置有密封垫3，通过所述密封垫3的布置，实现电池包的密封性更好。

本发明提供的电池箱体的所述电池仓23还包括底板26，所述底板26包括底板基板261和设置于底板基板261上方的流道上板262，底板基板261与流道上板262之间有间隔，形成底板流道；所述流道上板262设置有多个且相互间隔，所述纵梁25底部与底板基板261连接。

作为优选，所述流道上板262的两端向同侧折弯成L型结构265，通过所述L型结构265与所述底板基板261连接且形成间隔，进而形成所述底板流道。

一个实施例中，所述底板流道近所述纵梁25一侧有底板入液口263，所述底板入液口263与所述进液孔252相通，所述底板流道的液流路径上有底板出液孔，包括第一底板出液孔264以及第二底板出液孔267，所述底板出液孔用于冷却液由所述进液通道2511、进液孔252以及底板入液口263后，水平流入底板流道，然后再向上流出进入电池仓23，对电池仓23中电池模组4进行浸没式冷却，之后冷却液经纵梁25上的出液孔以及出液通道2551后再流出电池箱，形成冷却循环。

本发明实施例通过纵梁25设置有进液通道2511以及出液通道2551，且在底板设置有底板流道，冷却液由底板出液孔向上流出进入电池仓23中，除了对电池模组浸没式冷却外，还可以实现在电池模组的底部对电池冷却，相比于现有技术中仅是对电池模组的浸没式冷却仅在电池的侧面冷却而言，对电池的冷却面积增加，冷却液的流程更长，冷却效果更好，进一步的提升了电池的使用安全性能，而且通过在底板上设置有底板出液孔，便于冷却液进入底板流道后再流出，进入电池仓23中（参见图10所示，图10中箭头展示了电池包中的冷却液流动方向），对电池进行浸没式冷却，形成电池更大包围范围的冷却系统，进一步提升了电池安全性，防止电池热失控之后起火，安全性更高。

一个实施例中，如图4所示，箱体2包括一个纵梁25和一个分隔横梁29，电池箱体被纵梁25和分隔横梁29分隔成4个腔室，纵梁25两侧各有2个腔室。每个腔室包括4块流道上板262。

纵梁25上部设置有用于嵌入分隔横梁29的凹槽，所述凹槽从纵梁25顶面延伸至吸能腔2561上部，不与吸能腔2561连通。

靠近纵梁25的流道上板262与纵梁25之间形成底板入液口263，即所述纵梁25布置于相邻的流道上板262之间，该相邻的流道上板262的相对侧分别为两侧底板流道的底板入液口263；在所述纵梁25的底部与所述底板基板261连接后，所述进液通道2511的进液孔252与两侧底板流道的底板入液口263相通；远离纵梁25的相邻流道上板262之间形成第一底板出液孔264；电池箱体的侧板27及其相邻的流道上板262之间形成第二底板出液孔267。

更为优选的，一个所述流道上板262对应支撑所述电池模组4的一个电池模块单元41，所述第一底板出液孔264对应位于电池模组4的两个电池模块单元41之间，所述第二底板出液孔267位于电池模组4与电池箱体的侧板27之间，这样可以实现冷却液进入底板流道后可通过电池模组的相邻电池模块单元之间以及电池模组与电池箱体的侧板27间的缝隙向上流动，从而实现对电池模组4进行浸没式冷却（参见图10所示），然后通过出液孔253以及出液通道2551由所述的纵梁25排出，形成循环流动。

一个优选的实施例中，靠近所述纵梁25两侧的两个所述流道上板262的长度方向一侧为所述底板流道的底板入液口263，一个所述底板流道的底板入液口263可以对应多个所述进液孔252，多个所述进液孔252均匀或不均匀地布置在所述纵梁25上，所述出液孔253为多个，均匀或不均匀地布置在所述纵梁25上。

一个实施例中，所述底板流道的液流方向与所述纵梁25垂直，所述纵梁25的厚度方向两侧的底板流道的液流方向相反，相邻两个所述流道上板262之间的所述第一底板出液孔264优选的为相邻两个所述流道上板262之间隔开、所形成的狭长的优选为矩形状的缝隙，电池箱体的侧板27及其相邻的流道上板262之间的第二底板出液孔267为电池箱体的侧板27与相邻的流道上板262之间的狭长缝隙，参见图4所示。

一个实施例中，为了形成所述底板流道，所述流道上板262的两端向同侧折弯成L型结构265，通过所述L型结构265与所述底板基板261连接后在流道上板262与底板基板之间形成所述底板流道，进一步的，为了对电池模组4有效支撑，所述流道上板的底面布置支撑筋板266，支撑于所述底板基板261的上端面，参见图5所示。

本发明还提供了一种电池包，包括如上所述的电池箱体和设置于所述电池箱体中的电池模组。

一个实施例中，所述电池模组4包括多个电池模块单元，电池模块单元设置于流道上板表面，相邻电池模块单元之间以及电池箱体边梁与电池模块单元之间形成冷却流道。每个所述流道上板布置一个电池模块单元，每个电池模块单元由多块方形电芯串联堆叠形成。以本发明实施例电池箱体的电池仓23分隔为四个腔室为例，每个腔室布置有四个电池模块单元，每个电池模块单元由六块方形电芯串联堆叠形成，电池箱体中共有九十六个方形电芯一起串联形成所述的电池模组，当然具体电芯的数量可根据设计而确定，不限于此。

本发明实施例的电池包，由于采用本发明实施例第一方面所述电池箱体对电池模组进行封装，对电池模组进行全浸没或半浸没时，电池箱体通过在底板上设置底板流道与纵梁25上的进液通道相通进入冷却液，冷却液由底板出液孔向上流出进入电池仓23中（参见图10所示），然后冷却液通过出液通道2551流出电池箱，形成冷却液的循环流动；如此，能实现在更大面积范围对电池进行冷却，进一步提升了电池安全性，防止电池热失控之后起火，安全性更高；另外，通过纵梁25上设置有吸能腔2561并设置有连接吸能腔2561的防爆结构，可以在电池热失控时，使产生的气液相冲破防爆结构进入吸能腔2561中，实现吸能泄压，并在电气仓24中实现高温液体与高温气体的气液分离，高温液体留在电气仓24，高温气体排出电池箱，防止高温液体排出起火燃烧，进一步提升电池的安全性（参见图9所示箭头方向）。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电池箱体，其特征在于，包括电池仓和电气仓，所述电池仓通过隔板与电气仓隔开，所述电池仓内设置有纵梁以将所述电池仓分隔，所述纵梁沿纵梁长度方向设置有吸能腔，所述吸能腔的腔壁上布置有防爆结构；所述吸能腔具有泄压口，所述泄压口与隔板上的泄压孔相通，所述泄压孔与所述电气仓的内部相通，所述电气仓的仓壁设置防爆阀；

所述纵梁内沿纵梁长度方向还形成进液通道以及出液通道，所述纵梁由上至下依次设置有吸能腔、出液通道和进液通道，所述纵梁的厚度方向上两侧布置有多个出液孔，所述出液孔与所述出液通道连通；所述纵梁靠近底部两侧布置多个进液孔，所述进液孔与所述进液通道相通；

所述电池仓还包括底板，所述底板包括底板基板和设置于底板基板上方的流道上板，底板基板与流道上板之间有间隔，形成底板流道；所述流道上板设置有多个，且相互间隔；

通过底板上设置底板流道与纵梁上进液通道相通进入冷却液，冷却液由底板出液孔向上流出进入电池仓中，然后通过出液通道流出电池箱，形成冷却液的循环流动。

2.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述防爆结构包括多个与所述吸能腔的腔壁相连的防爆片，所述防爆片的厚度小于所述吸能腔的腔壁厚度。

3.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述防爆片与所述吸能腔的腔壁为一体结构；所述防爆片通过削薄部分吸能腔的腔壁得到。

4.根据权利要求2所述的电池箱体，其特征在于，所述防爆片与所述吸能腔连接后在所述吸能腔的外表面形成凹槽结构。

5.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述进液通道连接进液口，所述出液通道连接出液口，所述进液口连接进液接头，所述出液口连接出液接头；所述进液接头以及出液接头布置于形成所述电气仓的所述电池箱体的侧板上。

6.根据权利要求5所述的电池箱体，其特征在于，所述纵梁一端的端面包括第一端面和第二端面，所述进液口和出液口处于第一端面，所述泄压口位于第二端面，所述第二端面与所述隔板相接，所述第一端面穿过所述隔板伸入到所述电气仓中。

7.根据权利要求1所述的电池箱体，其特征在于，所述纵梁底部与底板基板连接。

8.根据权利要求7所述的电池箱体，其特征在于，所述流道上板的两端向同侧折弯成L型结构，通过所述L型结构与所述底板基板连接后形成所述底板流道。

9.一种电池包，包括权利要求1-8任一项所述的电池箱体和设置于所述电池箱体中的电池模组。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述电池模组包括多个电池模块单元，所述电池模块单元设置于流道上板表面，相邻电池模块单元之间以及电池箱体边梁与电池模块单元之间形成冷却流道。